تحلیل سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) به همراه نمودارها

در فهرست SC19، جدیدترین گزارش Top500 که تا آخر نوامبر 2019 (آبان 98) را پوشش می‌دهد، منتشر شده است. دو بار در سال، یک فهرست در سایت Top500.org منتشر می‌شود که بهترین در هر کدام از دسته‌بندی‌های محصولی را نشان می‌دهد. ما این فهرست را دریافت کردیم و تمرکز خودمان را بر روی یک بخش از آن یعنی «سیستم‌های جدید فهرست Top500» قرار دادیم. آخرین باری که ما درباره این موضوع بحث کردیم، مربوط به تحلیل سیستم‌های جدید سال 2018 بود که ماه ژوئن همان سال منتشر شده بود. در آن گزارش ما حرکت‌های تقریبا کلی را شاهد بودیم. معماری‌ها تا حدودی ساده تر شده بودند و شرکتی مانند Lenovo، 47 مورد از 94 سیستم جدید را به خودش اختصاص داده بود. در گزارشی که در ماه نوامبر منتشر شده است، ما 102 سیستم جدید که شرکت Lenovo تنها 34 مورد از آن‌ها را به خود اختصاص داده است. عرضه کنندگان دیگر طرح‌های خودشان را اضافه کرده اند و این طرح‌ها بسیار ناهمگون تر از فهرستی هستند که در ماه ژوئن سال 2019 (خرداد 98) منتشر شده است.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) عرضه کنندگان CPU به استثنای پردازنده‌های X86 قبل از سال 2018

گرایش معماری پردازنده‌ها در بخش سیستم‌های جدید فهرست Top500

در ژوئن 2019 (خرداد 98) 94 مورد از 95 سیستم جدید ارائه شده به شرکت اینتل تعلق داشت. در نوامبر 2019 (آبان 98) شرکت AMD چهار، شرکت IBM سه و شرکت فوجیتسو نیز یک مورد جدید را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که گویا یک قفل مجازی نیز در این فهرست وجود دارد. سهم شرکت اینتل از 98.8 درصد در ظرف شش ماه گذشته به 92.2 درصد رسیده است. در حالی که این شرکت سرورهای جدید اضافه کرده است. ما در ادامه همین گزارش آن‌ها را به صورت مفصل تری بررسی خواهیم کرد.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه معماری پردازنده‌ها

در این فهرست چیز هیجان انگیز دیگری هم وجود دارد. نه تنها می‌توانیم پردازنده A64fx فوجیتسو را در این لیست ببینیم، بلکه ما شاهد آن هستیم که این پردازنده توانسته است در جایگاهی قرار بگیرد که قبلا متعلق به پردازنده Intel Xeon D1571 بوده است. در این پردازنده شرکت اینتل بخشی‌هایی از پردازنده را مبتنی بر معماری Broadwell-DE قرار داده است. البته قبل از مطالعه ادامه این مقاله لازم است که نگاهی به فهرست سال 2015 بیندازیم. در آن فهرست شرکت AMD دو سیستم EPYC 7001 به نام «Naples» و دو سیستم AMD EPYC 7H/2 به نام «Rome» را در این قهرست ارائه کرده بود.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه عرضه کنندگان پردازنده

نکته ای که به اندازه کافی در اینجا جالب توجه است آن است که اگر چیپ‌های E5، E7، V3 و V4 را از این فهرست حذف کنیم، که عرضه آنها مربوط به سه سال قبل است. در آن صورت شرکت اینتل تنها 78 مورد از 85 مورد سیستم‌های جدید یعنی چیزی برابر با 90.4 درصد از آیتم‌های لیست را به خودش اختصاص داده است.

تعداد هسته‌ها پردازنده به ازای هر سوکت

در این مورد ما با یک چارت جذاب مواجه هستیم، بهتر است نگاهی به سیستم‌های جدید و تعداد هسته‌های آن‌ها به ازای هر سوکت بیندازیم.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) تعداد هسته‌های پردازنده به ازای هر سوکت

در این فهرست می‌توانیم ببینیم که هنوز تعداد 20 هسته، یکی از جذاب ترین گزینه‌هاست. در فهرستی که در ژوئن 2019 (خرداد 98) ارائه شده است، تعداد هسته‌ها تا 28 هسته به ازای هر پردازنده افزایش پیدا کرده است. ولی در فهرستی که اکنون دراختیار داریم، تعداد هسته‌ها، به 32 هسته افزایش پیدا کرده است. در این میاه 4 مورد متعلق به AMD EPYC، 2 مورد متعلق به Xeon Platinum9242 با 48 هسته و یک مورد متعلق به پردازنده A5fx شرکت ویجیتسو است. در زیر فهرست تمام پردازنده‌های این فهرست ارائه شده است:

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه مدل پردازنده

همانطور که در اینجا مشاهده می‌کنیم پردازنده Intel Xeon E5 – 2673 – V4 یکی از پرطرفدارترین بخش‌هاست. سیستم‌های E5-2673 V4 از جمله سیستم‌هایی هستند که شرکت Lenovo برای شرکت‌های وب بزرگ با سرعت تبادل اطلاعات 10GbE ساخته است. نکته حائز اهمیت در اینجا آن است که شرکت اینتل اعلام کرده است که پردازنده‌های Intel Xeon Platinum 9282، 56 هسته ای را وارد این فهرست نکرده است. این در حالی است که شرکت AMD از پردازنده‌های AMD EPYC 7H12 خود در ماه آینده در ماه آینده پرده برداری می‌کند. و بر طبق ادای آنها، از سوکت‌های در سطح خطوط پردازنده‌های Cascada Lake –AP استفاده شده است.

همچنین باید به یاد داشته باشیم که شرکت اینتل از نسل دوم پردازنده‌های Intel Xeon Scalable خود در حدود هفت ماه پیش پرده برداری کرد. این در حالی است که نسل اول این پردازنده‌ها، 4 بخش از این فهرست را به خود اختصاص داده است. به رغم این موضوع، شرکت اینتل، ساختار VNNI، بهبود امنیت، افزایش سرعت کلاک و تعداد هسته را به این پردازنده‌ها اضافه کرده است و به همین علت یک پردازنده با قیمت رقابتی و یکسان با نسل قبل و بسیار محبوب تر را ارائه کرده است.

شتاب دهنده‌ها در برابر NVIDIA

بر خلاف لیست ژوئن 2019 (خرداد 98)، شرکت NVIDIA تنها یک عرضه کننده شتاب بخش‌ها در بازار سیستم‌های جدید نیست. ما با یک افت شدید در فهرست روبرو هستیم.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه عرضه شتاب دهنده‌ها

شرکت NVIDIA 42 رتبه از 44 رتبه سیستم‌های شتاب بخشی را به خود اختصاص داده است، اما این به معنای آن نیست که عرضه کنندگان دیگر شتاب بخش‌ها هیچ امتیازی را به دست نیاورده اند.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه انواع شتاب دهنده‌ها

GPU‌های شرکت AMD به همراه راهکارهای PEZY در کنار هم، فهرست شرکت NVIDIA را کوتاه تر کرده اند. چهار مورد از سیستم‌های Tesla V100 نیز به عنوان SXM2 فهرست شده اند.

در اینجا ما عمدتا با بازی NVIDIA روبرو هستیم. اما به زودی سیستم‌های عیجب و غریبی به بازار خواهند آمد. Frontier شرکت AMD، GPU‌های Xe HPC شرکت اینتل درحال حاضر هم وجود دارند و ما تغییراتی را در چند لیستی که در آینده درباره سیستم‌های با فناوری بالا ارائه می‌شود، شاهده خواهیم بود، در این بازار با شتاب دهنده‌های بسیار متنوع تری روبرو خواهیم بود.

گرایش‌های شبکه‌بندی و کابل کشی

شاید به نظرتان برسد که ارتباطات شبکه قوی، پهنای باند نامحدود و تکنولوژی‌های چالش بر انگیزی در جزو صدر فهرست Top500 سیستم‌های جدید باشد. اما در عوض ما می‌بینیم که 60 مورد از 102 مورد سیستم‌های جدید یعنی 59% از آنها درباره فناوری‌های مرتبط به موضوع اترنت است. این مقدار در ژوئن 2019 (خرداد 98) حدود 75% بوده است.

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) در زمینه ارتباط شبکه داخلی

نکته جالب توجه آن است که با کمال شگفتی سیستم‌های OPA همچنان بسیار محبوب هستند. بسیاری معتقد هستند که سیستم‌های شبکه داخلی شرکت اینتل از گزارش SC18 تا کنون در حالب افول است، محصولات ارائه شده در اینجا به صورت رسمی فراتر از 100 Gbs نرفته اند.

هنگامی که ما نگاهی به انواع و سرعت‌های موجود می‌اندازیم، نمودار زیر را به دست می‌آوریم:

همانطور که در اینجا می‌توانیم ببینیم، معمولی ترین و محبوب ترین شیوه‌های شبکه‌بندی داخلی در مقیاس وب، عمومی سرعتی بین 10GbE و 25GbE دارند. این سیستم‌ها عملکرد پایینی دارند و اغلب هزینه شبکه‌بندی کمتری هم به شرکت‌ها تحمیل می‌کنند و توسط شرکت‌های با زیرساخت‌های بزرگ و مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر ما، فهرست خودمان را بر حسب شبکه 10GbE، 25GbE و 40GbE تقسیم‌بندی کنیم، با توجه به فهرست ژوئن 2019 نمودارهای زیر را به دست می‌آوریم:

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98) تقسیم‌بندی شبکه‌های 10، 25 و 40 گیگابیت اترنت بر اساس عرضه کننده‌ها

همانطور که در اینجا مشاهده می‌کنیم، شرکت Lenovo با عرضه سیستم شبکه 10Gbe پرچمدار این بخش است (اگرچه کلاسترهای HPC اختصاصی آنها نظیر Harvard Cannon از اترنت‌های با عملکرد پایین استفاده نمی‌کنند(. شرکت Sugon رهبر سیستم‌های 25GbE linpack در فهرست Top500 است. همچنین این مسئله این موضوع را نشان می‌دهد که عرضه کنندگان چینی تلاش خودشان را بر روی فناوریهایی گذاشته اند که سازگاری کافی با تنوع منطقه ای داشته باشند.

حرف آخر

تغییر خوب است. این چیزی است که قطعا در سال 2019 مشاهده کرده ایم، ما در سال 2019 شاهده آن هستیم که رهبران بازار نظیر شرکت اینتل و NVIDIA در زمینه پردازنده‌ها و شتاب دهنده به خاطر تازه واردان این بازار به شدت تحت فشار هستند. نکته دوم آن است که راهبران بازار نظیر اینتل و NVIDIA هنوز با محصولاتی که از سال 2017 به بازار عرضه کرده اند بر بازار حاکم هستند. اگر ما پردازنده‌های x86 اینتل را که از سال 2017 به بازار عرضه شده است و برخی دیگر از پردازده‌های هم مدل آن (سری Intel Xeon Scalable یعنی Skalake sp و AMD EPYC 700L یعنی Naples) را از فهرست خود خارج کنیم، ما با ظاهر و چیدمانی مانند زیر روبرو خواهیم شد:

سیستم‌های جدید فهرست Top500 نوامبر 2019 (آبان 98)، عرضه کنندگان CPU به غیر از عرضه کنندگان پردازنده‌های X86 در سال 2018

اینتل هنوز هم بر بازار پردازنده‌ها غالب است. اما تنها 73% از فهرست Top500 مبتنی بر محصولاتی است که این شرکت ارائه می‌کند. در اینجا ما می‌توانیم بگوییم که پردازنده‌های Power9 در سال 2017 «به بازار عرضه شده است»، اما آن سبب ارائه یک سیکل از محصولات مشابه است. ما در این سال شاهد ورود سه محصول جدید هستیم. NVIDIA به خاطر محصولاتش، تمام سهام بازار را از دست داده است، اما در سال 2017 با عرضه V100 سعی کرده است که دوباره بخشی از این بازار را به دست بیاورد.

همانطور که در این تصویر می‌بینیم، عرضه کنندگان تکنولوژی‌های گوناگونی را به بازار عرضه می‌کنند. احتمالا فناوری‌های بسیار جذاب تری در آینده خواهیم دید و نسل‌های جدیدتری از محصولات قبلی به بازار عرضه خواهند شد.